Eurocode 5: Calcul des structures en bois

Eurocode 5: Calcul des structures en
bois
La vérification de la résistance et de la stabilité (flambement et
déversement) se fait sur base des caractéristiques de résistance définies
dans les paramètres du bois. 1•2•Build propose une série limitée de type
de bois, alors que PowerFrame offre une flexibilité plus grande pour
permettre de paramétrer soi-même les caractéristiques du bois.
Cette note vous donne un bref aperçu des classes de résistance du bois
avec les valeurs caractéristiques considérées. De plus, les caractéristiques
mécaniques vous sont données pour les essences de bois les plus usitées.
L’utilisateur peut ainsi mieux apprécier la classe de bois en fonction de
l’essence choisie. Vous y trouverez aussi des explications sur les
coefficients kmod et M nécessaires pour prendre les bonnes valeurs pour
les propriétés des matériaux.
1. Résistances caractéristiques
1.1 Caractéristiques mécaniques selon les essences
Le tableau ci-dessous vous montre les valeurs caractéristiques de
quelques essences les plus employées. Il résulte d’une étude exécutée par
le F.E.R.S.I.C.*
Tableau: Valeurs caractéristiques des classes de résistance
E
[N/mm²]
*
fm
fc
fv
[N/mm²] [N/mm²] [N/mm²]
ρ
[kg/m³]
Charme
12700
113
53
15.6
750
Châtaignier
8800
75
43
9.2
640
Chêne
10500 - 14900
95
50
8.4
650 - 760
Douglas
11600
81
40
9.4
550
Epicea
9000 - 12000
38
36
7.9
460
Erable
10100
94
46
15
620
Frêne
8300
109
54
14.6
700
Hêtre
12300
113
54
10
710
Mélèze
8900 - 13000
80
41
10.4
580
Fonds d’études et de recherches des scieries et industries connexes a.s.b.l.
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Merisier
10900
105
53
14.5
640
Noyer
12200
117
57
-
640
Orme
10800
87
55
6.9
540
Peuplier
9700
70
36
9.8
450
Pin sylvestre
10800
79
47
7.5
500
Tilleul
12000
87
46
9.7
530
Avec fm
fc
fv
ρ
= Résistance en flexion
= Résistance en compression
= Résistance au cisaillement
= Masse volumique
1.2 Classes de résistance selon EC5
Depuis l’introduction des Eurocodes, le bois est classé le plus souvent en
fonction de sa résistance (EN 338*). On reconnaît une classe de résistance
par la lettre C pour le bois tendre et D pour le bois dur, suivi d’un nombre
(par exemple C18). Le nombre correspond à la valeur caractéristique de la
résistance à la flexion en N/mm².
Dans les tableaux ci-dessous, vous retrouvez les propriétés mécaniques et
physiques des classes de résistance selon l’EC5.
Tableau: Valeurs caractéristiques des classes de résistance pour du bois
tendre et du peuplier
Flexion
Traxion axiale
Compression
axiale
Cisaillement
Module d’élasticité
Module de
cisaillement
Masse volumique
*
fm,k
[N/mm²]
ft,0,k
[N/mm²]
fc,0,k
[N/mm²]
fv,k
[N/mm²]
E0,gem
[kN/mm²]
Ggem
[kN/mm²]
ρk
[kg/m³]
C14
C16
C18
C20
C22
C24
C27
C30
C35
C40
14
16
18
20
22
24
27
30
35
40
8
10
11
12
13
14
16
18
21
24
16
17
18
19
20
21
22
23
25
26
1.7
1.8
2.0
2.2
2.4
2.5
2.8
3.0
3.4
3.8
7
8
9
9.5
10
11
11.5
12
13
14
0.44
0.50 0.56 0.59 0.63 0.69 0.72 0.75 0.81 0.88
290
310
320
330
340
350
370
380
400
420
EN 338: Bois de structures: Classes de résistance
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Tableau: Valeurs caractéristiques des classes de résistance pour du bois
dur
D30
D35
D40
D50
D60
D70
Flexion
fm,k
[N/mm²]
30
35
40
50
60
70
Traction axiale
ft,0,k
[N/mm²]
18
21
24
30
36
42
Compression axiale
fc,0,k
[N/mm²]
23
25
26
29
32
34
Cisaillement
fv,k
[N/mm²]
3.0
3.4
3.8
4.6
5.3
6.0
Module d’élasticité
E0,gem
[kN/mm²]
10
10
11
14
17
20
Module de cisaillement
Ggem
[kN/mm²]
0.60
065
0.70
0.88
1.06
1.25
Masse volumique
ρk
[kg/m³]
530
560
590
650
700
900
Les bois lamellés-collés sont ont aussi classer selon leur résistance. On
parle alors de classe de résistance des lamelles.
Tableau: Classe de résistance des lamelles
Lamellé-collé homogène
C18
Lamellé-collé combiné
-
C22
C24
C22/C18
C27/C22
C24/C18
C27/C24
C24/C22
-
GL 24
GL 26
GL 22
C27
C30
C30/C24
-
C30/C27
-
GL 28
GL 30
Tableau: Valeurs caractéristiques des classes de résistance pour du bois
lamellé
GL22
GL24
GL26
GL28
GL30
Flexion
fm,k
[N/mm²]
22
24
26
28
30
Traction axiale
ft,0,k
[N/mm²]
14
15.5
16.5
17.5
18.5
Compression axiale
fc,0,k
[N/mm²]
21.5
23.5
24.5
25.5
26.5
Cisaillement
fv,k
[N/mm²]
1.9
2.1
2.5
2.5
2.6
Module d’élasticité
E0,gem
[kN/mm²]
9.9
10.8
11.7
12.5
12.5
Module de cisaillement
Ggem
[kN/mm²]
0.62
0.67
0.73
0.78
0.78
Masse volumique
ρk
[kg/m³]
330
340
360
380
380
2. La valeur kmod
Ce coefficient prend compte de l’humidité et de la longue durée des
charges. Il intervient dans le calcul des propriétés des matériaux.
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Tableau: kmod pour le bois massif et lamellé-collé
Classe de service
Permanente (>10 ans)
Long terme (6 mois
10 ans)
Moyen terme (1 semaine
6 mois)
Court terme (< 1 semaine)
Instantanée
1
2
3
0.6
0.7
0.8
0.9
1.1
0.6
0.7
0.8
0.9
1.1
0.5
0.55
0.65
0.7
0.9
Les classes de service sont caractérisées par une teneur en humidité dans
les matériaux. La classe 3 correspond à un milieu très humide.
Dans PowerFrame, l’utilisateur peut modifier cette valeur manuellement.
Dans 1•2•Build, la valeur est fixée à 0.60.
Attention:
Il ne faut pas confondre le kmod, caractéristique du bois, et le km,
caractéristique de forme. Ce dernier est rencontré dans la fenêtre avec le
détail de calcul pour la vérification de la stabilité d’une section. km = 0.7
correspond à une section rectangulaire, km = 1 est utilisé pour les autres
sections.
3. Le coefficient partiel de sécurité pour les
propriétés des matériaux M
M est un coefficient partiel de sécurité qui permet de prendre en compte
les incertitudes sur la qualités des matériaux. Pour les combinaisons
fondamentales, il est habituel de prendre M = 1,3. Le coefficient partiel de
sécurité pour l’acier employé dans les assemblages est pris égale à 1,1.
4. Conseil
Voici quelques références de sites intéressants qui traitent du bois.
N’hésitez pas à les consulter pour plus d’informations.
-
www.bois.be
www.houtinfobois.be
www.bois-construction.org
www.houtinfo.nl
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